Rekordowy impuls w laboratorium Sandia
Kluczowe testy przeprowadzono w Z Pulsed Power Facility w Sandia National Laboratories, obiekcie dysponującym unikalną maszyną Z. To najpotężniejsze na świecie laboratoryjne źródło promieniowania rentgenowskiego. W ramach eksperymentów urządzenie to wygenerowało niezwykle krótki, acz potężny impuls elektryczny o natężeniu 22 milionów amperów w czasie zaledwie 120 nanosekund. Dla porównania, to około milion razy krócej niż trwa mrugnięcie okiem.
Czytaj też: Nanogenerator inspirowany turbiną Tesli czyni prawdziwe cuda. Odzyskują energię, która zostałaby zmarnowana
Maszyna Z jest zaprojektowana do koncentracji ogromnych mocy w mikroskopijnej skali, tworząc na ułamki sekund warunki ciśnienia i temperatury spotykane tylko we wnętrzach gwiazd bądź podczas wybuchów termojądrowych. Działa na zasadzie tzw. technologii impulsowej, gdzie magazynowana energia elektryczna jest uwalniana w niezwykle krótkim, skoncentrowanym impulsie, generując potężne pola magnetyczne i promieniowanie rentgenowskie. Pozwala to naukowcom badać zachowanie materii w ekstremalnych warunkach.
Cel wielkości gumki do ołówka
Najciekawszym aspektem ogłoszonego postępu nie jest moc impulsu, lecz prostota celu, na który ten impuls został skierowany. Cel fuzyjny Pacific Fusion ma rozmiary gumki do ołówka. Jego konstrukcja jest zadziwiająco mało skomplikowana: to głównie plastikowy cylinder owinięty cienką warstwą aluminium. Przełom polegał na tak precyzyjnym dobraniu grubości tej aluminiowej powłoki, aby umożliwić kontrolowane „przenikanie” zewnętrznego pola magnetycznego bezpośrednio do wnętrza celu, gdzie znajduje się paliwo. To wstępne namagnesowanie pełni kluczową rolę: skuteczniej izoluje i zatrzymuje ciepło w paliwie, co znacząco ułatwia jego zapłon podczas głównej fazy kompresji.
Podejście w wykonaniu amerykańskiej firmy różni się od metod stosowanych np. w National Ignition Facility, które do kompresji paliwa wykorzystują potężne lasery. Pacific Fusion stawia na impulsowe pola magnetyczne. Zdaniem firmy, ta ścieżka ma większy potencjał skalowania i obniżania kosztów, co jest niezbędne dla przyszłej, wysokorepetycyjnej produkcji energii.
Eliminując drogi i niepraktyczny sprzęt zewnętrzny, mamy teraz pewność, że zaprojektujemy nową klasę niedrogich celów, które pozwolą nam osiągnąć fuzję o wysokim zysku i utorują drogę do ekonomicznie opłacalnej energii fuzyjnej – dodaje Keith LeChien z Pacific Fusion
Plany i wyzwania przed fuzją jądrową
Bezpośrednim następstwem udanych testów są plany budowy demonstratora technologii w Nowym Meksyku. Pacific Fusion wykorzystała również te eksperymenty do walidacji własnych, zaawansowanych narzędzi symulacyjnych opracowanych we współpracy z Uniwersytetem w Rochester. Działania te wpisują się w ogólną strategię Departamentu Energii USA, który w ubiegłym roku opublikował zaktualizowaną mapę drogową dla technologii fuzji.
Czytaj też: Nowy materiał odmienia odzysk energii z ciepła odpadowego. Jak to możliwe, że powstał dopiero teraz?
Ogłoszone plany są ambitne, ale trzeba powiedzieć sobie jasno: Pacific Fusion nie jest ani pierwszą, ani jedyną firmą obiecującą przełom w tej dziedzinie. Rynek jest coraz bardziej zatłoczony, a różne koncepcje technologiczne konkurują ze sobą. Nawet jeśli nowa metoda przygotowania paliwa rzeczywiście uprości i obniży koszty eksperymentów, to droga od laboratorium do stabilnej, bezpiecznej i konkurencyjnej cenowo elektrowni fuzyjnej wciąż jest długa oraz usiana technicznymi oraz inżynieryjnymi przeszkodami.